碳玻混杂复合材料层合板拉伸性能仿真与试验★

李 想，朱永凯，王 哲，郑春生，张 伟，江文强

(1.华北电力大学机械工程系，河北 保定 071003;2.胜利石油管理局有限公司电力分公司，山东 东营 257000；3.中信戴卡股份有限公司，河北 秦皇岛 066011)

传统输电杆塔多由钢材加工制造而成，然而由于钢材密度大、易腐蚀，且本身为导体，并非理想的杆塔建筑材料，因此寻求轻质、高性能的材料已成为当前研究的热点问题[1]。因纤维增强树脂基复合材料具有高比强度以及耐腐蚀等优点[2]，将其作为输电杆塔制作材料已成为现在发展趋势[3]。但玻璃纤维复合材料存在弹性模量小、载荷作用下变形大等弊端，因此有必要通过不同纤维材料混杂来提高复合材料的机械力学性能[4]。国内外学者从材料选择[5-8]、混杂比例[9-12]、缠扰方式[13-15]等方面提出了改善复合材料杆塔结构以及提高杆塔强度等方法。本文以碳玻混杂复合材料为研究对象，对不同纤维比例与铺层角度的层合板进行有限元模拟和试验研究分析，以此获得不同混杂种类之间力学性能差异，确定较好的纤维混杂比例与铺层角度，从而为复合材料在输电杆塔的推广应用提供理论依据。

1 碳玻纤维复合材料层合板拉伸试验

1.1 试验试样

试验设计了全为碳纤与碳玻混杂1∶1两种类型层合板材料。为保证碳玻的掺杂比例，对全碳纤维层压板沿厚度方向铺设12层，碳玻混杂比为1∶1的层压板沿厚度方向铺设8层。以碳纤维0°方向为基准对其进行切割，分别得到0°，45°不同纤维铺层的层合板。……